液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法
【課題】吐出口間で液体吐出特性がばらつくのを抑制する。
【解決手段】ヘッドの吐出面２ａに、主走査方向に延在する１６本の溝１０９ａ及び１０本のダミー溝１０９ｂが、副走査方向に互いに平行に配列されている。溝１０９ａの底部に、インク滴を吐出する吐出口１０８ａが形成されている。吐出面２ａにおける副走査方向に関する一方から順に、２本の溝１０９ａで構成される溝群Ｘ１、４本の溝１０９ａで構成される溝群Ｘ２〜Ｘ４、及び、２本の溝１０９ａで構成される溝群Ｘ５が配列されている。互いに隣接している溝群Ｘ１〜Ｘ５間の離隔距離ｌ１〜ｌ４が、各溝群Ｘ１〜Ｘ５において互いに隣接している溝１０９ａ間の離隔距離ｌａ〜ｌｋより大きくなっている。ダミー溝１０９ｂが、各溝群Ｘ１〜Ｘ５の副搬送方向に関する両側にそれぞれ配置されている。
【解決手段】ヘッドの吐出面２ａに、主走査方向に延在する１６本の溝１０９ａ及び１０本のダミー溝１０９ｂが、副走査方向に互いに平行に配列されている。溝１０９ａの底部に、インク滴を吐出する吐出口１０８ａが形成されている。吐出面２ａにおける副走査方向に関する一方から順に、２本の溝１０９ａで構成される溝群Ｘ１、４本の溝１０９ａで構成される溝群Ｘ２〜Ｘ４、及び、２本の溝１０９ａで構成される溝群Ｘ５が配列されている。互いに隣接している溝群Ｘ１〜Ｘ５間の離隔距離ｌ１〜ｌ４が、各溝群Ｘ１〜Ｘ５において互いに隣接している溝１０９ａ間の離隔距離ｌａ〜ｌｋより大きくなっている。ダミー溝１０９ｂが、各溝群Ｘ１〜Ｘ５の副搬送方向に関する両側にそれぞれ配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出する吐出口が形成された吐出面を有する液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インク吐出特性を高めるために、吐出面におけるノズルの開口周縁に撥水膜が形成されたインクジェットヘッドがある。このようなインクジェットヘッドにおいて、吐出面を払拭するワイパから撥水膜を保護するために、吐出面に形成された長穴の底部にノズルの開口を配置する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３３４９１０号公報（図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなインクジェットヘッドの製造工程においては、吐出面に撥水膜を形成したときに、ノズル内に不要な撥水膜が形成される。このため、吐出面をマスキング材で被覆することによって吐出面のみをマスキングし、ノズル内の不要な撥水膜の除去作業を行う。上述した技術によると、吐出面における長穴の形状及び位置関係によって、吐出面をマスキング材で被覆するときの各長穴内へのマスキング材の浸入量が均一にならないことがある。このとき、各ノズル内にマスキング材が入り込まないように、マスキング材を被覆するときの圧力を正確に調整することが難しくなり、各ノズル内に形成された撥水膜のみを精度良く除去することが難しい。ノズル内に撥水膜が不均一に残存するとノズル間でインク吐出特性にばらつきが生じ、印刷品質が低下する。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、吐出口間で液体吐出特性がばらつくのを抑制することができる液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液体吐出ヘッドは、一方向に延在しつつ前記一方向に直交する直交方向に互いに平行に配置された複数の第１凹部及び第２凹部が形成されていると共に、前記第１凹部の底部に液滴を吐出する吐出口が形成されている吐出面を備えており、少なくとも前記第１凹部の底面に撥液膜が形成されており、前記直交方向に関して、前記複数の第１凹部のうち最も短い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離以上、且つ、前記複数の第１凹部のうち最も長い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離未満で、前記複数の第１凹部及び前記第２凹部が互いに隣接するように配置されている。
【０００７】
本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出する複数の吐出孔が厚み方向に貫通するように形成されていると共に、前記複数の吐出孔に係る液滴の吐出される開口である複数の吐出口が配置された吐出面を有する板状基材と、前記複数の吐出孔に連通する液体流路が内部に形成された流路形成部材と、前記流路形成部材内の液体に液滴吐出エネルギーを付与するアクチュエータとを含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記吐出面において一方向に延在しつつ前記一方向に直交する直交方向に互いに平行に配置された複数の第１凹部及び第２凹部、及び、前記第１凹部の底部のみに前記複数の吐出口が開口する前記複数の吐出孔を、前記板状基材に形成する基材形成工程と、前記複数の第１凹部及び前記第２凹部が形成された前記吐出面に、撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、前記撥液膜が形成された前記吐出面に前記吐出口を封止するマスキング材を圧着させる圧着工程と、前記マスキング材で封止された前記吐出口より内側の前記撥液膜を、前記吐出面の反対側から除去する除去工程と、前記除去工程の後に、前記マスキング材を剥離する剥離工程とを備えている。前記基材形成工程において、前記直交方向に関して、前記複数の第１凹部のうち最も短い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離以上、且つ、前記複数の第１凹部のうち最も長い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離未満で、互いに隣接して配置されるように、前記複数の第１凹部及び前記第２凹部を形成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、吐出面に第２凹部が形成されることによって、吐出面に第１凹部のみが形成されている場合と比較して、各第１及び第２凹部同士の離隔距離が均一化されるため、液体吐出ヘッドの製造工程において、吐出面にマスキング材を塗布するときに、第１凹部に入り込むマスキング材の圧力の均一化を図ることができる。これにより、マスキング材を塗布する圧力を調整して吐出口内にマスキング材が入り込まないようにすることができ、各吐出口内に形成された撥液膜のみを精度良く除去することができる。このため、吐出口間で液体吐出特性がばらつくのを抑制することができる。また、吐出面をクリーニングするワイパを吐出面に接触させたときに、各凹部に対するワイパの接触圧力の均一化を図ることができる。これにより、吐出面を効率良くクリーニングすることができると共に、ワイパや吐出面が部分的に劣化するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態によるインクジェットプリンタの内部構成を示す概略図である。
【図２】図１に示すインクジェットヘッドの上面図である。
【図３】図２に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図４】図３に示すIV-IV線に係る断面図である。
【図５】図４に示すノズル孔の拡大断面図である。
【図６】図４に示す吐出面の部分拡大図である。
【図７】図１に示すインクジェットヘッドの製造工程を示すブロック図である。
【図８】図４に示すインクジェットヘッドの製造工程を説明ずるための図である。
【図９】図７に示すマスキング材圧着工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
インクジェットプリンタ（以降、単にプリンタと記す）１は、ライン式のカラーインクジェットプリンタである。プリンタ１は、図１に示すように、直方体形状の筐体１ａを有している。筐体１ａの上部には、排紙部３１が設けられている。筐体１ａ内は、上から順に３つの空間Ａ、Ｂ、Ｃに区分できる。空間Ａ及びＢは、排紙部３１に連なる用紙の搬送経路が構成された空間である。空間Ａでは、用紙の搬送と用紙への画像形成とが行われる。空間Ｂでは、用紙の収容と空間Ａへの供給が行われる。空間Ｃは、インク供給源が収容されており、インクの供給が行われる。
【００１２】
空間Ａには、４つのインクジェットヘッド（以降、単にヘッドと記す）２、用紙を搬送する搬送ユニット２０、用紙をガイドするガイド部等が配置されている。４つのヘッド２は、主走査方向に長尺なラインヘッドであって、略直方体の外形形状を有する。４つのヘッド２の下面（吐出面２ａ：図４及び図６参照）から、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインク滴が吐出される。各ヘッド２は、副走査方向に所定ピッチで並んでいる。
【００１３】
搬送ユニット２０は、図１に示すように、ベルトローラ６、７および両ローラ６、７間に巻回されたエンドレスの搬送ベルト８に加え、搬送ベルト８の外側に配置されたニップローラ５及び剥離プレート１３、搬送ベルト８の内側に配置されたプラテン９、テンションローラ１０等を有している。ベルトローラ７は、駆動ローラであって、搬送モータＭによって、図１中時計回りに回転する。このとき、搬送ベルト８は、太矢印に沿って走行する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、搬送ベルト８の走行に伴い、図１中時計回りに回転する。ニップローラ５は、ベルトローラ６に対向配置され、前段のガイド部から供給された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえつける。剥離プレート１３は、ベルトローラ７に対向配置され、用紙Ｐを外周面８ａから剥離して後段のガイド部に導く。プラテン９は、４つのヘッド２に対向配置され、搬送ベルト８の上側ループを内側から支える。これにより、外周面８ａとヘッド２の吐出面２ａとの間には、画像形成に適した所定の間隙が形成される。テンションローラ１０は、下側ループを下方に付勢する。これにより、搬送ベルト８の弛みがなくなる。
【００１４】
ガイド部は、搬送ユニット２０を挟んで両側に配置されている。上流側のガイド部は、２つのガイド２７ａ、２７ｂ及び一対の送りローラ２６を有する。このガイド部は、給紙ユニット１ｂと搬送ユニット２０とを繋ぐ。下流側のガイド部は、２つのガイド２９ａ、２９ｂおよび二対の送りローラ２８を有する。このガイド部は、搬送ユニット２０と排紙部３１とを繋ぐ。
【００１５】
空間Ｂには、給紙ユニット１ｂが配置されている。給紙ユニット１ｂは、給紙トレイ２３及び給紙ローラ２５を有する。このうち、給紙トレイ２３は、筐体１ａに対して着脱可能である。給紙トレイ２３は、上方に開口した箱体であって、複数の用紙Ｐを収納する。給紙ローラ２５は、給紙トレイ２３内で最も上方にある用紙Ｐを送り出し、後段のガイド部に供給する。
【００１６】
上述したように、空間Ａ及び空間Ｂによって、給紙ユニット１ｂから搬送ユニット２０を介して排紙部３１に至る用紙搬送経路が形成されている。給紙トレイ２３から繰り出された用紙Ｐは、送りローラ２６によって搬送ユニット２０に供給される。用紙Ｐが各ヘッド２の真下を副走査方向に通過する際、順にヘッド２からインク滴が吐出されて、用紙Ｐ上にカラー画像が形成される。用紙Ｐは、搬送ベルト８の右端で剥離され、さらに２つの送りローラ２８によって上方に搬送される。各ガイド部における用紙Ｐの搬送は、各ガイド２７ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂに沿う。さらに、用紙Ｐは、上方の開口３０から排紙部３１に排紙される。
【００１７】
ここで、副走査方向とは、搬送ユニット２０において用紙Ｐが搬送されるときの搬送方向に平行な方向であって、主走査方向とは、水平面に平行且つ副走査方向に直交する方向である。
【００１８】
空間Ｃには、インクタンクユニット１ｃが筐体１ａに対して着脱可能に配置されている。インクタンクユニット１ｃには、４つのインクタンク４９が並んで収納されている。インクタンク４９内のインクは、対応するヘッド２に対してチューブ（図示せず）を介して供給される。
【００１９】
次に、ヘッド２について説明する。なお、図３では説明の都合上、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、アパーチャ１１２及びノズル孔１０８を実線で描いている。
【００２０】
図２に示すように、ヘッド２は、４つのアクチュエータユニット２１が、流路ユニット９の上面９ａに固定されている。図３及び図４に示すように、流路ユニット９は、圧力室１１０等を含むインク流路が内部に形成されている。アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対応した複数のアクチュエータを含んでおり、図示しないドライバＩＣに駆動されることによって、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。
【００２１】
流路ユニット９は、直方体形状となっている。流路ユニット９の上面９ａには、図示しないインクリザーバからインクが供給される計１０個のインク供給口１０５ｂが開口している。流路ユニット９の内部には、図２及び図３に示すように、インク供給口１０５ｂに連通するマニホールド流路１０５及びマニホールド流路１０５から分岐した副マニホールド流路１０５ａが形成されている。流路ユニット９の下面には、多数の吐出口１０８ａ（ノズル孔１０８の開口）が、マトリクス状に配置された吐出面２ａが形成されている。流路ユニット９の上面９ａには、圧力室１１０が、ノズル孔１０８と同様に、マトリクス状に多数配列されている。
【００２２】
本実施形態では、アクチュエータユニット２１と対向する領域において、主走査方向に配列された複数の圧力室１１０が形成する圧力室列が、副走査方向に互いに平行に１６列配列されている。各圧力室列に含まれる圧力室１１０の数は、アクチュエータユニット２１の外形形状（台形形状）に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。吐出口１０８ａもこれと同様の配置がされている。このため、吐出面２ａにおいては、圧力室１１０の列に対応して、主走査方向に配列された複数の吐出口１０８ａが形成する吐出口列が、副走査方向に互いに平行に１６列配列されている（図６参照）。
【００２３】
図４に示すように、流路ユニット９は、ステンレス鋼など金属材料からなる９枚のプレート１２２〜１３０及びプレート１３０の表面に形成されたニッケルのメッキ層１３１から構成されている。プレート１２２〜１３０及びメッキ層１３１は、主走査方向に長尺な矩形状の平面を有する。
【００２４】
プレート１２２〜１３０を互いに位置合わせしつつ積層することによって、プレート１２２〜１３０に形成された貫通孔が連結され、流路ユニット９内に、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａ、そして副マニホールド流路１０５ａの出口から圧力室１１０を経てノズル孔１０８の吐出口１０８ａに至る多数の個別インク流路１３２が形成される。
【００２５】
リザーバユニットからインク供給口１０５ｂを介して流路ユニット９内に供給されたインクは、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａに分岐される。副マニホールド流路１０５ａ内のインクは、各個別インク流路１３２に流れ込み、絞りとして機能するアパーチャ１１２及び圧力室１１０を介してノズル孔１０８に至る。
【００２６】
ノズルプレート１３０の下方の面（搬送される用紙Ｐと対向する面）が、吐出面２ａである。図５及び図６に示すように、吐出面２ａには、一定の幅（本実施形態においては１６０μｍ）で主走査方向に延在する１６本の溝１０９ａ及び１０本のダミー溝１０９ｂが、副走査方向に互いに平行に配列されている。溝１０９ａの底部では、吐出口１０８ａが主走査方向に配列された１本の吐出口列を構成している。溝１０９ａは、ノズルプレート１３０の下方の面、及び、メッキ層１３１に係る吐出口列を露出させる長穴の内壁面によって画定されている。ダミー溝１０９ｂは、ノズルプレート１３０の下方の面、及び、メッキ層１３１に係る長穴の内壁面によって画定されている。また、溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂの底部を含む吐出面２ａ全域に、撥水膜２ｂが形成されている。なお、メッキ層１３１の厚み、すなわち、溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂの深さは、３μｍである。
【００２７】
吐出面２ａの各アクチュエータユニット２１に対向する領域には、副走査方向に関する一方（図６上方）から順に、２本の溝１０９ａで構成される溝群Ｘ１、４本の溝１０９ａで構成される３つの溝群Ｘ２〜Ｘ４、及び、２本の溝１０９ａで構成される溝群Ｘ５が配列されている。互いに隣接している溝群Ｘ１〜Ｘ５間の副走査方向に関する離隔距離ｌ１〜ｌ４のそれぞれが、各溝群Ｘ１〜Ｘ５内において互いに隣接している溝１０９ａ間の副走査方向に関する離隔距離ｌａ〜ｌｋのいずれよりも大きくなっている。なお、各溝群Ｘ１〜Ｘ５内における溝１０９ａ同士の離隔距離ｌａ〜ｌｋのうち、離隔距離ｌｃが最も短いものとする。なお、本実施形態では、離隔距離ｌｆ、ｌｉが離隔距離ｌｃとほぼ等しくなっている。
【００２８】
ダミー溝１０９ｂは、各溝群Ｘ１〜Ｘ５の副搬送方向に関する両側にそれぞれ配置されており、副走査方向に隣接する溝１０９ａと互いに平行に且つ同じ長さで延在している。各ダミー溝１０９ｂと互いに隣接する溝１０９ａとの副走査方向に関する離隔距離ｌｘが同じになっている。また、当該離隔距離ｌｘは、溝１０９ａ同士の副走査方向に関する離隔距離ｌｃと同じになっている。
【００２９】
ヘッド２の製造方法を、ノズルプレート１３０の形成工程を中心に説明する。図７に示すように、ヘッド２の製造方法は、ノズル孔形成工程と、撥水膜形成工程と、マスキング材圧着工程と、撥水膜除去工程と、マスキング材剥離工程とを有している。
【００３０】
ノズル孔形成工程においては、図８（ａ）に示すように、ノズルプレート１３０となる金属製の板状基材に、板状基材を貫通しつつ吐出面２ａに向かって先細りとなったノズル孔１０８を形成する。各ノズル孔１０８は、ポンチによる裏面からのプレス加工と表面（吐出面２ａ）に対する研磨加工により形成される。ノズル孔１０８は、例えば、２０μｍの径を持つ。さらに、図８（ｂ）に示すように、ノズル孔１０８が形成された板状基材の吐出口１０８ａが開口する吐出面２ａに、ニッケルのメッキ層１３１を形成する。メッキ層１３１の形成に先立って、溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂの平面形状を持つレジスト膜を、吐出面２ａ上に形成する。溝１０９ａ用のレジスト膜は、１６０μｍの幅（短手方向の幅）を持って、吐出口列をそれぞれ覆う。ワイパによる払拭時に異物の吐出口１０８ａ内への浸入を防ぐという観点から、吐出口列の延在方向（主走査方向及びワイパによる払拭方向）に関して両端の吐出口１０８ａは、この吐出口列を覆うレジスト膜の両端から約２００μｍ内側に位置している。吐出口列の配置形態に対応して、溝１０９ａ用のレジスト膜は６つの群を構成している。ダミー溝１０９ｂ用のレジスト膜は、１６０μｍの幅を持ち、溝１０９ａ用のレジスト膜群をそれぞれ両側から挟むようにして、吐出面２ａの一部を覆う。ダミー溝１０９ｂ用のレジスト膜とこれに一番近い溝１０９ａ用のレジスト膜との距離は、離隔距離ｌｃである。この状態で、メッキ層１３１が、電解メッキ法によって形成される。メッキ処理後において、メッキ層１３１は、吐出口列をそれぞれ露出する長穴形状の複数の開口と、吐出面２ａの一部を露出する複数の開口とを持つことになる。これにより、吐出面２ａに溝１０９ａ、ダミー溝１０９ｂが形成される。
【００３１】
撥水膜形成工程においては、図８（ｃ）に示すように、ノズル孔形成工程で溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂが形成された吐出面２ａに対してスプレー法で撥水剤を塗布した後に、ノズルプレート１３０を熱処理することで、吐出面２ａに撥水膜２ｂを形成する。塗布時には、撥水剤の一部が、吐出口１０８ａからノズル孔１０８内に浸入するため、ノズル孔１０８の内壁面の一部にも撥水膜２ｂ’が形成される。内壁面の撥水膜２ｂ’は、壁面における形成状態が一定になっておらず、インクの吐出特性のばらつきの原因となる。
【００３２】
マスキング材圧着工程においては、図８（ｄ）に示すように、撥水膜２ｂが形成された吐出面２ａにマスキング材７２を圧着する。具体的には、図９に示すように、マスキング材７２の圧着は、マスキング用テープ部材を用いたローラ転写法で行われる。マスキング用テープ部材は、テープ基材７１上にマスキング材７２が積層された２層構造を持つ。圧着に際して、押圧部材のローラ７３が、吐出面２ａに対して主走査方向に相対移動される。ローラ７３による挟持部では、マスキング材７２が吐出面２ａに対向接触しており、テープ基材７１は背面から吐出面２ａに向かって押圧される。相対移動中の押圧力は、一定である。本実施形態では、いずれの溝１０９ａも、ほぼ離隔距離ｌｃだけ離隔して、溝１０９ａまたはダミー溝１０９ｂが隣接配置されている。そのため、吐出面２ａに溝１０９ａのみが形成されている場合と比較して、吐出面２ａにマスキング材７２を圧着するときに各溝１０９ａ内へのマスキング材７２の入り込み量（深さ）が均一化される。このため、ローラ７５がテープ基材７１を介してマスキング材７２を押圧する圧力を調整することによって、マスキング材７２がノズル孔１０８内に入り込まないようにすることができる。
【００３３】
撥水膜除去工程においては、マスキング材圧着工程で吐出面２ａがマスクされたノズルプレート１３０の吐出面２ａと反対側から、プラズマエッチング処理を施す。これにより、マスキング材７２にマスクされていないノズル孔１０８の内壁面に形成された不要な撥水膜２ｂ’が除去される。
【００３４】
マスキング材剥離工程においては、撥水膜除去工程で不要な撥水膜２ｂ’が除去されたノズルプレート１３０の吐出面２ａからマスキング材７２を剥離する。その後、ノズルプレート１３０を洗浄及び乾燥する。以上でノズルプレート１３０が完成する。
【００３５】
以上のように、本実施形態のヘッド２によると、吐出面２ａにダミー溝１０９ｂが形成されているため、吐出面２ａに溝１０９ａのみが形成されている場合と比較して、マスキング材圧着工程において吐出面２ａにマスキング材７２を圧着するときに、各溝１０９ａ内へのマスキング材７２の入り込み量（深さ）の均一化を図ることができる。このため、ローラ７５がテープ基材７１を介してマスキング材７２を押圧する圧力を調整することによって、マスキング材７２がノズル孔１０８内に入り込まないようにすることができる。これにより、各ノズル孔１０８内に形成された撥水膜２ｂ’のみを精度良く除去することができ、吐出口１０８ａ間でインク吐出特性がばらつくのを抑制することができる。また、これと同様に、吐出面２ａをクリーニングするワイパを吐出面２ａに接触させたときに、各溝１０９ａ、１０９ｂに対するワイパの浸入深さの均一化を図ることができる。これにより、吐出面２ａを効率良くクリーニングすることができると共に、ワイパや吐出面２ａが部分的に劣化するのを抑制することができる。
【００３６】
さらに、副走査方向に関して互いに隣接するダミー溝１０９ｂと溝１０９ａとの離隔距離が、１６本の溝１０９ａのうち最も短い距離で隣接する溝１０９ａ同士の離隔距離と同じになっているため、最も短い距離で隣接する溝１０９ａ近傍において、圧着されるマスキング材７２の浸入量（深さ）が大きくなるのを抑制することができる。
【００３７】
また、１６本の溝１０９ａ及び１０本のダミー溝１０９ｂが全て同じ幅を有しているため、各溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂを容易に形成することができる。また、マスキング材７２の浸入量の均一化に寄与する。
【００３８】
さらに、ダミー溝１０９ｂが、隣接する溝１０９ａと互いに平行に且つ同じ長さで延在しているため、溝１０９ａ内へのマスキング材７２の浸入量の均一化をさらに図ることができる。
【００３９】
加えて、ダミー溝１０９ｂが、各溝群Ｘ１〜Ｘ５の副搬送方向に関する両側にそれぞれ配置されているため、各溝群Ｘ１〜Ｘ５に係る溝１０９ａ内へのマスキング材７２の浸入量の均一化を確実に図ることができる。
【００４０】
また、溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂが、ノズルプレート１３０の下方の面、及び、メッキ層１３１に係る吐出口列を露出させる長穴の内壁面によって画定されているため、溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂを容易且つ正確に形成することができる。
【００４１】
加えて、マスキング材圧着工程において、テープ基材７１の表面に保持されたマスキング材７２を吐出面２ａに対向させた状態で、マスキング材７２が吐出面２ａに押圧されるように、ローラ７５を、テープ基材７１に接触させつつ吐出面２ａの主走査方向に関する一方端部から他方に端部に向かって回転移動させる。このため、溝１０９ａにマスキング材７２を均一に入り込ませることができる。
【００４２】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。上述の実施形態では、副走査方向に関して互いに隣接するダミー溝１０９ｂと溝１０９ａとの離隔距離が、１６本の溝１０９ａのうち最も短い距離で隣接する溝１０９ａ同士の離隔距離と同じになっている構成であるが、副走査方向に関して互いに隣接するダミー溝１０９ｂと溝１０９ａとの離隔距離は、１６本の溝１０９ａのうち最も短い距離で隣接する溝１０９ａ同士の離隔距離以上、且つ、１６本の溝１０９ａのうち最も長い距離で隣接する溝１０９ａ同士の離隔距離以下であれば、任意の距離であってよい。
【００４３】
また、上述の実施形態においては、１６本の溝１０９ａ及び１０本のダミー溝１０９ｂが全て同じ幅を有する構成であるが、溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂの少なくとも一部が互いに異なる幅を有していてもよい。
【００４４】
さらに、上述の実施形態においては、ダミー溝１０９ｂが、隣接する溝１０９ａと互いに平行に且つ同じ長さで延在する構成であるが、少なくとも１つのダミー溝１０９ｂが、隣接する溝１０９ａと互いに異なる長さで延在していてもよい。このとき、対象とする溝１０９ａに比べてダミー溝１０９ｂの方を長くすることで、圧着時のマスキング材７２の浸入量の均一化に寄与する。
【００４５】
加えて、上述の実施形態においては、ダミー溝１０９ｂが、各溝群Ｘ１〜Ｘ５の副搬送方向に関する両側にそれぞれ配置されている構成であるが、ダミー溝が、各溝群の副搬送方向に関する一方側のみに配置されていてもよいし、溝群における溝同士の間に配置されていてもよい。
【００４６】
また、上述の実施形態においては、溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂが、ノズルプレート１３０の下方の面、及び、メッキ層１３１に係る吐出口列を露出させる長穴の内壁面によって画定される構成であるが、ノズルプレートに切削加工やエッチング加工を施すことによって溝を形成する構成であってもよい。
【００４７】
加えて、上述の実施形態では、マスキング材圧着工程において、テープ基材７１の表面に保持されたマスキング材７２を吐出面２ａに対向させた状態で、マスキング材７２が吐出面２ａに押圧されるように、ローラ７５を、テープ基材７１に接触させつつ吐出面２ａの主走査方向に関する一方端部から他方に端部に向かって回転移動させる構成であるが、ローラ７５を固定してヘッド２を移動させる構成であってもよい。また、マスキング材を吐出面２ａに押圧する構成は任意のものであってよい。例えば、押圧面を有する押圧部材によって、マスキング材を吐出面２ａ全域に押圧する構成であってもよい。
【００４８】
上述の実施形態では、マスキング材７２を圧着する際、ローラ７５からの押圧力を調整して、マスキング材７２がノズル孔１０８内に浸入しないようにしたが、マスキング材７２の浸入を許す押圧力でマスキング材７２を圧着してもよい。この場合には、ノズル孔１０８内の撥水膜が吐出口付近で一部残ることになるが、その残存量（吐出口からの深さ）は均一であり、上述の実施形態と同様に揃ったインクの吐出特性が得られる。
【００４９】
また、上述の実施形態では、ダミー溝１０９ｂとこれの一番近くに隣接する溝１０９ａとの離隔距離ｌｘが、溝１０９ａ同士で一番近い関係にある２つの溝１０９ａ間の距離ｌｃに等しいとしたが、マスキング材７２の圧着に際して、マスキング材７２の溝１０９ａ内への浸入深さが許容されるばらつきの範囲内であれば、距離ｌｃと異なっていても良い。例えば、各溝群Ｘ１〜Ｘ６内で、互いに隣接する溝１０９ａ同士の離隔距離が一番小さい値の平均値に等しくても良い。あるいは、各溝群Ｘ１〜Ｘ６内における互いに隣接する溝１０９ａ同士の隔離各距離の平均値に等しくても良い。
【００５０】
上述の実施形態では、インク滴を吐出するヘッド２に本発明を適用した例について説明したが、インク以外の他の液体を吐出するあらゆる液体吐出ヘッドに対して本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１ プリンタ
２ ヘッド
２ａ 吐出面
２ｂ 撥水膜
９ 流路ユニット
７１ テープ基材
７２ マスキング材
７５ ローラ
１０８ ノズル孔
１０８ａ 吐出口
１０９ａ 溝
１０９ｂ ダミー溝
１１０ 圧力室
１３０ ノズルプレート
１３１ メッキ層
Ｘ１〜Ｘ５ 溝群
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出する吐出口が形成された吐出面を有する液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インク吐出特性を高めるために、吐出面におけるノズルの開口周縁に撥水膜が形成されたインクジェットヘッドがある。このようなインクジェットヘッドにおいて、吐出面を払拭するワイパから撥水膜を保護するために、吐出面に形成された長穴の底部にノズルの開口を配置する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３３４９１０号公報（図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなインクジェットヘッドの製造工程においては、吐出面に撥水膜を形成したときに、ノズル内に不要な撥水膜が形成される。このため、吐出面をマスキング材で被覆することによって吐出面のみをマスキングし、ノズル内の不要な撥水膜の除去作業を行う。上述した技術によると、吐出面における長穴の形状及び位置関係によって、吐出面をマスキング材で被覆するときの各長穴内へのマスキング材の浸入量が均一にならないことがある。このとき、各ノズル内にマスキング材が入り込まないように、マスキング材を被覆するときの圧力を正確に調整することが難しくなり、各ノズル内に形成された撥水膜のみを精度良く除去することが難しい。ノズル内に撥水膜が不均一に残存するとノズル間でインク吐出特性にばらつきが生じ、印刷品質が低下する。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、吐出口間で液体吐出特性がばらつくのを抑制することができる液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液体吐出ヘッドは、一方向に延在しつつ前記一方向に直交する直交方向に互いに平行に配置された複数の第１凹部及び第２凹部が形成されていると共に、前記第１凹部の底部に液滴を吐出する吐出口が形成されている吐出面を備えており、少なくとも前記第１凹部の底面に撥液膜が形成されており、前記直交方向に関して、前記複数の第１凹部のうち最も短い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離以上、且つ、前記複数の第１凹部のうち最も長い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離未満で、前記複数の第１凹部及び前記第２凹部が互いに隣接するように配置されている。
【０００７】
本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出する複数の吐出孔が厚み方向に貫通するように形成されていると共に、前記複数の吐出孔に係る液滴の吐出される開口である複数の吐出口が配置された吐出面を有する板状基材と、前記複数の吐出孔に連通する液体流路が内部に形成された流路形成部材と、前記流路形成部材内の液体に液滴吐出エネルギーを付与するアクチュエータとを含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記吐出面において一方向に延在しつつ前記一方向に直交する直交方向に互いに平行に配置された複数の第１凹部及び第２凹部、及び、前記第１凹部の底部のみに前記複数の吐出口が開口する前記複数の吐出孔を、前記板状基材に形成する基材形成工程と、前記複数の第１凹部及び前記第２凹部が形成された前記吐出面に、撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、前記撥液膜が形成された前記吐出面に前記吐出口を封止するマスキング材を圧着させる圧着工程と、前記マスキング材で封止された前記吐出口より内側の前記撥液膜を、前記吐出面の反対側から除去する除去工程と、前記除去工程の後に、前記マスキング材を剥離する剥離工程とを備えている。前記基材形成工程において、前記直交方向に関して、前記複数の第１凹部のうち最も短い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離以上、且つ、前記複数の第１凹部のうち最も長い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離未満で、互いに隣接して配置されるように、前記複数の第１凹部及び前記第２凹部を形成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、吐出面に第２凹部が形成されることによって、吐出面に第１凹部のみが形成されている場合と比較して、各第１及び第２凹部同士の離隔距離が均一化されるため、液体吐出ヘッドの製造工程において、吐出面にマスキング材を塗布するときに、第１凹部に入り込むマスキング材の圧力の均一化を図ることができる。これにより、マスキング材を塗布する圧力を調整して吐出口内にマスキング材が入り込まないようにすることができ、各吐出口内に形成された撥液膜のみを精度良く除去することができる。このため、吐出口間で液体吐出特性がばらつくのを抑制することができる。また、吐出面をクリーニングするワイパを吐出面に接触させたときに、各凹部に対するワイパの接触圧力の均一化を図ることができる。これにより、吐出面を効率良くクリーニングすることができると共に、ワイパや吐出面が部分的に劣化するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態によるインクジェットプリンタの内部構成を示す概略図である。
【図２】図１に示すインクジェットヘッドの上面図である。
【図３】図２に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図４】図３に示すIV-IV線に係る断面図である。
【図５】図４に示すノズル孔の拡大断面図である。
【図６】図４に示す吐出面の部分拡大図である。
【図７】図１に示すインクジェットヘッドの製造工程を示すブロック図である。
【図８】図４に示すインクジェットヘッドの製造工程を説明ずるための図である。
【図９】図７に示すマスキング材圧着工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
インクジェットプリンタ（以降、単にプリンタと記す）１は、ライン式のカラーインクジェットプリンタである。プリンタ１は、図１に示すように、直方体形状の筐体１ａを有している。筐体１ａの上部には、排紙部３１が設けられている。筐体１ａ内は、上から順に３つの空間Ａ、Ｂ、Ｃに区分できる。空間Ａ及びＢは、排紙部３１に連なる用紙の搬送経路が構成された空間である。空間Ａでは、用紙の搬送と用紙への画像形成とが行われる。空間Ｂでは、用紙の収容と空間Ａへの供給が行われる。空間Ｃは、インク供給源が収容されており、インクの供給が行われる。
【００１２】
空間Ａには、４つのインクジェットヘッド（以降、単にヘッドと記す）２、用紙を搬送する搬送ユニット２０、用紙をガイドするガイド部等が配置されている。４つのヘッド２は、主走査方向に長尺なラインヘッドであって、略直方体の外形形状を有する。４つのヘッド２の下面（吐出面２ａ：図４及び図６参照）から、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインク滴が吐出される。各ヘッド２は、副走査方向に所定ピッチで並んでいる。
【００１３】
搬送ユニット２０は、図１に示すように、ベルトローラ６、７および両ローラ６、７間に巻回されたエンドレスの搬送ベルト８に加え、搬送ベルト８の外側に配置されたニップローラ５及び剥離プレート１３、搬送ベルト８の内側に配置されたプラテン９、テンションローラ１０等を有している。ベルトローラ７は、駆動ローラであって、搬送モータＭによって、図１中時計回りに回転する。このとき、搬送ベルト８は、太矢印に沿って走行する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、搬送ベルト８の走行に伴い、図１中時計回りに回転する。ニップローラ５は、ベルトローラ６に対向配置され、前段のガイド部から供給された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえつける。剥離プレート１３は、ベルトローラ７に対向配置され、用紙Ｐを外周面８ａから剥離して後段のガイド部に導く。プラテン９は、４つのヘッド２に対向配置され、搬送ベルト８の上側ループを内側から支える。これにより、外周面８ａとヘッド２の吐出面２ａとの間には、画像形成に適した所定の間隙が形成される。テンションローラ１０は、下側ループを下方に付勢する。これにより、搬送ベルト８の弛みがなくなる。
【００１４】
ガイド部は、搬送ユニット２０を挟んで両側に配置されている。上流側のガイド部は、２つのガイド２７ａ、２７ｂ及び一対の送りローラ２６を有する。このガイド部は、給紙ユニット１ｂと搬送ユニット２０とを繋ぐ。下流側のガイド部は、２つのガイド２９ａ、２９ｂおよび二対の送りローラ２８を有する。このガイド部は、搬送ユニット２０と排紙部３１とを繋ぐ。
【００１５】
空間Ｂには、給紙ユニット１ｂが配置されている。給紙ユニット１ｂは、給紙トレイ２３及び給紙ローラ２５を有する。このうち、給紙トレイ２３は、筐体１ａに対して着脱可能である。給紙トレイ２３は、上方に開口した箱体であって、複数の用紙Ｐを収納する。給紙ローラ２５は、給紙トレイ２３内で最も上方にある用紙Ｐを送り出し、後段のガイド部に供給する。
【００１６】
上述したように、空間Ａ及び空間Ｂによって、給紙ユニット１ｂから搬送ユニット２０を介して排紙部３１に至る用紙搬送経路が形成されている。給紙トレイ２３から繰り出された用紙Ｐは、送りローラ２６によって搬送ユニット２０に供給される。用紙Ｐが各ヘッド２の真下を副走査方向に通過する際、順にヘッド２からインク滴が吐出されて、用紙Ｐ上にカラー画像が形成される。用紙Ｐは、搬送ベルト８の右端で剥離され、さらに２つの送りローラ２８によって上方に搬送される。各ガイド部における用紙Ｐの搬送は、各ガイド２７ａ、２８ｂ、２９ａ、２９ｂに沿う。さらに、用紙Ｐは、上方の開口３０から排紙部３１に排紙される。
【００１７】
ここで、副走査方向とは、搬送ユニット２０において用紙Ｐが搬送されるときの搬送方向に平行な方向であって、主走査方向とは、水平面に平行且つ副走査方向に直交する方向である。
【００１８】
空間Ｃには、インクタンクユニット１ｃが筐体１ａに対して着脱可能に配置されている。インクタンクユニット１ｃには、４つのインクタンク４９が並んで収納されている。インクタンク４９内のインクは、対応するヘッド２に対してチューブ（図示せず）を介して供給される。
【００１９】
次に、ヘッド２について説明する。なお、図３では説明の都合上、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、アパーチャ１１２及びノズル孔１０８を実線で描いている。
【００２０】
図２に示すように、ヘッド２は、４つのアクチュエータユニット２１が、流路ユニット９の上面９ａに固定されている。図３及び図４に示すように、流路ユニット９は、圧力室１１０等を含むインク流路が内部に形成されている。アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対応した複数のアクチュエータを含んでおり、図示しないドライバＩＣに駆動されることによって、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。
【００２１】
流路ユニット９は、直方体形状となっている。流路ユニット９の上面９ａには、図示しないインクリザーバからインクが供給される計１０個のインク供給口１０５ｂが開口している。流路ユニット９の内部には、図２及び図３に示すように、インク供給口１０５ｂに連通するマニホールド流路１０５及びマニホールド流路１０５から分岐した副マニホールド流路１０５ａが形成されている。流路ユニット９の下面には、多数の吐出口１０８ａ（ノズル孔１０８の開口）が、マトリクス状に配置された吐出面２ａが形成されている。流路ユニット９の上面９ａには、圧力室１１０が、ノズル孔１０８と同様に、マトリクス状に多数配列されている。
【００２２】
本実施形態では、アクチュエータユニット２１と対向する領域において、主走査方向に配列された複数の圧力室１１０が形成する圧力室列が、副走査方向に互いに平行に１６列配列されている。各圧力室列に含まれる圧力室１１０の数は、アクチュエータユニット２１の外形形状（台形形状）に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。吐出口１０８ａもこれと同様の配置がされている。このため、吐出面２ａにおいては、圧力室１１０の列に対応して、主走査方向に配列された複数の吐出口１０８ａが形成する吐出口列が、副走査方向に互いに平行に１６列配列されている（図６参照）。
【００２３】
図４に示すように、流路ユニット９は、ステンレス鋼など金属材料からなる９枚のプレート１２２〜１３０及びプレート１３０の表面に形成されたニッケルのメッキ層１３１から構成されている。プレート１２２〜１３０及びメッキ層１３１は、主走査方向に長尺な矩形状の平面を有する。
【００２４】
プレート１２２〜１３０を互いに位置合わせしつつ積層することによって、プレート１２２〜１３０に形成された貫通孔が連結され、流路ユニット９内に、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａ、そして副マニホールド流路１０５ａの出口から圧力室１１０を経てノズル孔１０８の吐出口１０８ａに至る多数の個別インク流路１３２が形成される。
【００２５】
リザーバユニットからインク供給口１０５ｂを介して流路ユニット９内に供給されたインクは、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａに分岐される。副マニホールド流路１０５ａ内のインクは、各個別インク流路１３２に流れ込み、絞りとして機能するアパーチャ１１２及び圧力室１１０を介してノズル孔１０８に至る。
【００２６】
ノズルプレート１３０の下方の面（搬送される用紙Ｐと対向する面）が、吐出面２ａである。図５及び図６に示すように、吐出面２ａには、一定の幅（本実施形態においては１６０μｍ）で主走査方向に延在する１６本の溝１０９ａ及び１０本のダミー溝１０９ｂが、副走査方向に互いに平行に配列されている。溝１０９ａの底部では、吐出口１０８ａが主走査方向に配列された１本の吐出口列を構成している。溝１０９ａは、ノズルプレート１３０の下方の面、及び、メッキ層１３１に係る吐出口列を露出させる長穴の内壁面によって画定されている。ダミー溝１０９ｂは、ノズルプレート１３０の下方の面、及び、メッキ層１３１に係る長穴の内壁面によって画定されている。また、溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂの底部を含む吐出面２ａ全域に、撥水膜２ｂが形成されている。なお、メッキ層１３１の厚み、すなわち、溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂの深さは、３μｍである。
【００２７】
吐出面２ａの各アクチュエータユニット２１に対向する領域には、副走査方向に関する一方（図６上方）から順に、２本の溝１０９ａで構成される溝群Ｘ１、４本の溝１０９ａで構成される３つの溝群Ｘ２〜Ｘ４、及び、２本の溝１０９ａで構成される溝群Ｘ５が配列されている。互いに隣接している溝群Ｘ１〜Ｘ５間の副走査方向に関する離隔距離ｌ１〜ｌ４のそれぞれが、各溝群Ｘ１〜Ｘ５内において互いに隣接している溝１０９ａ間の副走査方向に関する離隔距離ｌａ〜ｌｋのいずれよりも大きくなっている。なお、各溝群Ｘ１〜Ｘ５内における溝１０９ａ同士の離隔距離ｌａ〜ｌｋのうち、離隔距離ｌｃが最も短いものとする。なお、本実施形態では、離隔距離ｌｆ、ｌｉが離隔距離ｌｃとほぼ等しくなっている。
【００２８】
ダミー溝１０９ｂは、各溝群Ｘ１〜Ｘ５の副搬送方向に関する両側にそれぞれ配置されており、副走査方向に隣接する溝１０９ａと互いに平行に且つ同じ長さで延在している。各ダミー溝１０９ｂと互いに隣接する溝１０９ａとの副走査方向に関する離隔距離ｌｘが同じになっている。また、当該離隔距離ｌｘは、溝１０９ａ同士の副走査方向に関する離隔距離ｌｃと同じになっている。
【００２９】
ヘッド２の製造方法を、ノズルプレート１３０の形成工程を中心に説明する。図７に示すように、ヘッド２の製造方法は、ノズル孔形成工程と、撥水膜形成工程と、マスキング材圧着工程と、撥水膜除去工程と、マスキング材剥離工程とを有している。
【００３０】
ノズル孔形成工程においては、図８（ａ）に示すように、ノズルプレート１３０となる金属製の板状基材に、板状基材を貫通しつつ吐出面２ａに向かって先細りとなったノズル孔１０８を形成する。各ノズル孔１０８は、ポンチによる裏面からのプレス加工と表面（吐出面２ａ）に対する研磨加工により形成される。ノズル孔１０８は、例えば、２０μｍの径を持つ。さらに、図８（ｂ）に示すように、ノズル孔１０８が形成された板状基材の吐出口１０８ａが開口する吐出面２ａに、ニッケルのメッキ層１３１を形成する。メッキ層１３１の形成に先立って、溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂの平面形状を持つレジスト膜を、吐出面２ａ上に形成する。溝１０９ａ用のレジスト膜は、１６０μｍの幅（短手方向の幅）を持って、吐出口列をそれぞれ覆う。ワイパによる払拭時に異物の吐出口１０８ａ内への浸入を防ぐという観点から、吐出口列の延在方向（主走査方向及びワイパによる払拭方向）に関して両端の吐出口１０８ａは、この吐出口列を覆うレジスト膜の両端から約２００μｍ内側に位置している。吐出口列の配置形態に対応して、溝１０９ａ用のレジスト膜は６つの群を構成している。ダミー溝１０９ｂ用のレジスト膜は、１６０μｍの幅を持ち、溝１０９ａ用のレジスト膜群をそれぞれ両側から挟むようにして、吐出面２ａの一部を覆う。ダミー溝１０９ｂ用のレジスト膜とこれに一番近い溝１０９ａ用のレジスト膜との距離は、離隔距離ｌｃである。この状態で、メッキ層１３１が、電解メッキ法によって形成される。メッキ処理後において、メッキ層１３１は、吐出口列をそれぞれ露出する長穴形状の複数の開口と、吐出面２ａの一部を露出する複数の開口とを持つことになる。これにより、吐出面２ａに溝１０９ａ、ダミー溝１０９ｂが形成される。
【００３１】
撥水膜形成工程においては、図８（ｃ）に示すように、ノズル孔形成工程で溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂが形成された吐出面２ａに対してスプレー法で撥水剤を塗布した後に、ノズルプレート１３０を熱処理することで、吐出面２ａに撥水膜２ｂを形成する。塗布時には、撥水剤の一部が、吐出口１０８ａからノズル孔１０８内に浸入するため、ノズル孔１０８の内壁面の一部にも撥水膜２ｂ’が形成される。内壁面の撥水膜２ｂ’は、壁面における形成状態が一定になっておらず、インクの吐出特性のばらつきの原因となる。
【００３２】
マスキング材圧着工程においては、図８（ｄ）に示すように、撥水膜２ｂが形成された吐出面２ａにマスキング材７２を圧着する。具体的には、図９に示すように、マスキング材７２の圧着は、マスキング用テープ部材を用いたローラ転写法で行われる。マスキング用テープ部材は、テープ基材７１上にマスキング材７２が積層された２層構造を持つ。圧着に際して、押圧部材のローラ７３が、吐出面２ａに対して主走査方向に相対移動される。ローラ７３による挟持部では、マスキング材７２が吐出面２ａに対向接触しており、テープ基材７１は背面から吐出面２ａに向かって押圧される。相対移動中の押圧力は、一定である。本実施形態では、いずれの溝１０９ａも、ほぼ離隔距離ｌｃだけ離隔して、溝１０９ａまたはダミー溝１０９ｂが隣接配置されている。そのため、吐出面２ａに溝１０９ａのみが形成されている場合と比較して、吐出面２ａにマスキング材７２を圧着するときに各溝１０９ａ内へのマスキング材７２の入り込み量（深さ）が均一化される。このため、ローラ７５がテープ基材７１を介してマスキング材７２を押圧する圧力を調整することによって、マスキング材７２がノズル孔１０８内に入り込まないようにすることができる。
【００３３】
撥水膜除去工程においては、マスキング材圧着工程で吐出面２ａがマスクされたノズルプレート１３０の吐出面２ａと反対側から、プラズマエッチング処理を施す。これにより、マスキング材７２にマスクされていないノズル孔１０８の内壁面に形成された不要な撥水膜２ｂ’が除去される。
【００３４】
マスキング材剥離工程においては、撥水膜除去工程で不要な撥水膜２ｂ’が除去されたノズルプレート１３０の吐出面２ａからマスキング材７２を剥離する。その後、ノズルプレート１３０を洗浄及び乾燥する。以上でノズルプレート１３０が完成する。
【００３５】
以上のように、本実施形態のヘッド２によると、吐出面２ａにダミー溝１０９ｂが形成されているため、吐出面２ａに溝１０９ａのみが形成されている場合と比較して、マスキング材圧着工程において吐出面２ａにマスキング材７２を圧着するときに、各溝１０９ａ内へのマスキング材７２の入り込み量（深さ）の均一化を図ることができる。このため、ローラ７５がテープ基材７１を介してマスキング材７２を押圧する圧力を調整することによって、マスキング材７２がノズル孔１０８内に入り込まないようにすることができる。これにより、各ノズル孔１０８内に形成された撥水膜２ｂ’のみを精度良く除去することができ、吐出口１０８ａ間でインク吐出特性がばらつくのを抑制することができる。また、これと同様に、吐出面２ａをクリーニングするワイパを吐出面２ａに接触させたときに、各溝１０９ａ、１０９ｂに対するワイパの浸入深さの均一化を図ることができる。これにより、吐出面２ａを効率良くクリーニングすることができると共に、ワイパや吐出面２ａが部分的に劣化するのを抑制することができる。
【００３６】
さらに、副走査方向に関して互いに隣接するダミー溝１０９ｂと溝１０９ａとの離隔距離が、１６本の溝１０９ａのうち最も短い距離で隣接する溝１０９ａ同士の離隔距離と同じになっているため、最も短い距離で隣接する溝１０９ａ近傍において、圧着されるマスキング材７２の浸入量（深さ）が大きくなるのを抑制することができる。
【００３７】
また、１６本の溝１０９ａ及び１０本のダミー溝１０９ｂが全て同じ幅を有しているため、各溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂを容易に形成することができる。また、マスキング材７２の浸入量の均一化に寄与する。
【００３８】
さらに、ダミー溝１０９ｂが、隣接する溝１０９ａと互いに平行に且つ同じ長さで延在しているため、溝１０９ａ内へのマスキング材７２の浸入量の均一化をさらに図ることができる。
【００３９】
加えて、ダミー溝１０９ｂが、各溝群Ｘ１〜Ｘ５の副搬送方向に関する両側にそれぞれ配置されているため、各溝群Ｘ１〜Ｘ５に係る溝１０９ａ内へのマスキング材７２の浸入量の均一化を確実に図ることができる。
【００４０】
また、溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂが、ノズルプレート１３０の下方の面、及び、メッキ層１３１に係る吐出口列を露出させる長穴の内壁面によって画定されているため、溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂを容易且つ正確に形成することができる。
【００４１】
加えて、マスキング材圧着工程において、テープ基材７１の表面に保持されたマスキング材７２を吐出面２ａに対向させた状態で、マスキング材７２が吐出面２ａに押圧されるように、ローラ７５を、テープ基材７１に接触させつつ吐出面２ａの主走査方向に関する一方端部から他方に端部に向かって回転移動させる。このため、溝１０９ａにマスキング材７２を均一に入り込ませることができる。
【００４２】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。上述の実施形態では、副走査方向に関して互いに隣接するダミー溝１０９ｂと溝１０９ａとの離隔距離が、１６本の溝１０９ａのうち最も短い距離で隣接する溝１０９ａ同士の離隔距離と同じになっている構成であるが、副走査方向に関して互いに隣接するダミー溝１０９ｂと溝１０９ａとの離隔距離は、１６本の溝１０９ａのうち最も短い距離で隣接する溝１０９ａ同士の離隔距離以上、且つ、１６本の溝１０９ａのうち最も長い距離で隣接する溝１０９ａ同士の離隔距離以下であれば、任意の距離であってよい。
【００４３】
また、上述の実施形態においては、１６本の溝１０９ａ及び１０本のダミー溝１０９ｂが全て同じ幅を有する構成であるが、溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂの少なくとも一部が互いに異なる幅を有していてもよい。
【００４４】
さらに、上述の実施形態においては、ダミー溝１０９ｂが、隣接する溝１０９ａと互いに平行に且つ同じ長さで延在する構成であるが、少なくとも１つのダミー溝１０９ｂが、隣接する溝１０９ａと互いに異なる長さで延在していてもよい。このとき、対象とする溝１０９ａに比べてダミー溝１０９ｂの方を長くすることで、圧着時のマスキング材７２の浸入量の均一化に寄与する。
【００４５】
加えて、上述の実施形態においては、ダミー溝１０９ｂが、各溝群Ｘ１〜Ｘ５の副搬送方向に関する両側にそれぞれ配置されている構成であるが、ダミー溝が、各溝群の副搬送方向に関する一方側のみに配置されていてもよいし、溝群における溝同士の間に配置されていてもよい。
【００４６】
また、上述の実施形態においては、溝１０９ａ及びダミー溝１０９ｂが、ノズルプレート１３０の下方の面、及び、メッキ層１３１に係る吐出口列を露出させる長穴の内壁面によって画定される構成であるが、ノズルプレートに切削加工やエッチング加工を施すことによって溝を形成する構成であってもよい。
【００４７】
加えて、上述の実施形態では、マスキング材圧着工程において、テープ基材７１の表面に保持されたマスキング材７２を吐出面２ａに対向させた状態で、マスキング材７２が吐出面２ａに押圧されるように、ローラ７５を、テープ基材７１に接触させつつ吐出面２ａの主走査方向に関する一方端部から他方に端部に向かって回転移動させる構成であるが、ローラ７５を固定してヘッド２を移動させる構成であってもよい。また、マスキング材を吐出面２ａに押圧する構成は任意のものであってよい。例えば、押圧面を有する押圧部材によって、マスキング材を吐出面２ａ全域に押圧する構成であってもよい。
【００４８】
上述の実施形態では、マスキング材７２を圧着する際、ローラ７５からの押圧力を調整して、マスキング材７２がノズル孔１０８内に浸入しないようにしたが、マスキング材７２の浸入を許す押圧力でマスキング材７２を圧着してもよい。この場合には、ノズル孔１０８内の撥水膜が吐出口付近で一部残ることになるが、その残存量（吐出口からの深さ）は均一であり、上述の実施形態と同様に揃ったインクの吐出特性が得られる。
【００４９】
また、上述の実施形態では、ダミー溝１０９ｂとこれの一番近くに隣接する溝１０９ａとの離隔距離ｌｘが、溝１０９ａ同士で一番近い関係にある２つの溝１０９ａ間の距離ｌｃに等しいとしたが、マスキング材７２の圧着に際して、マスキング材７２の溝１０９ａ内への浸入深さが許容されるばらつきの範囲内であれば、距離ｌｃと異なっていても良い。例えば、各溝群Ｘ１〜Ｘ６内で、互いに隣接する溝１０９ａ同士の離隔距離が一番小さい値の平均値に等しくても良い。あるいは、各溝群Ｘ１〜Ｘ６内における互いに隣接する溝１０９ａ同士の隔離各距離の平均値に等しくても良い。
【００５０】
上述の実施形態では、インク滴を吐出するヘッド２に本発明を適用した例について説明したが、インク以外の他の液体を吐出するあらゆる液体吐出ヘッドに対して本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１ プリンタ
２ ヘッド
２ａ 吐出面
２ｂ 撥水膜
９ 流路ユニット
７１ テープ基材
７２ マスキング材
７５ ローラ
１０８ ノズル孔
１０８ａ 吐出口
１０９ａ 溝
１０９ｂ ダミー溝
１１０ 圧力室
１３０ ノズルプレート
１３１ メッキ層
Ｘ１〜Ｘ５ 溝群
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延在しつつ前記一方向に直交する直交方向に互いに平行に配置された複数の第１凹部及び第２凹部が形成されていると共に、前記第１凹部の底部に液滴を吐出する吐出口が形成されている吐出面を備えており、
少なくとも前記第１凹部の底面に撥液膜が形成されており、
前記直交方向に関して、前記複数の第１凹部のうち最も短い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離以上、且つ、前記複数の第１凹部のうち最も長い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離未満で、前記複数の第１凹部及び前記第２凹部が互いに隣接するように配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記直交方向に関して互いに隣接する前記第１凹部と前記第２凹部との離隔距離が、前記複数の第１凹部のうち最も短い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離と同じであることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第２凹部の前記一方向に関する長さが、前記直交方向に関して当該第２凹部に隣接する前記第１凹部の前記一方向に関する長さと同じであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記第１及び第２凹部の前記直交方向に関する長さが互いに同じであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記複数の第１凹部が、前記直交方向に関して、前記複数の第１凹部のうち最も長い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離未満で互いに連続して隣接する複数の前記第１凹部で構成される複数の第１凹部群を形成しており、
前記第２凹部が、前記第１凹部群の前記直交方向に関する両側に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記複数の吐出口が開口する基材と、前記複数の吐出口を露出させるように前記基材の表面に形成されたメッキ層とによって、前記第１及び第２凹部が画定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
液滴を吐出する複数の吐出孔が厚み方向に貫通するように形成されていると共に、前記複数の吐出孔に係る液滴の吐出される開口である複数の吐出口が配置された吐出面を有する板状基材と、前記複数の吐出孔に連通する液体流路が内部に形成された流路形成部材と、前記流路形成部材内の液体に液滴吐出エネルギーを付与するアクチュエータとを含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記吐出面において一方向に延在しつつ前記一方向に直交する直交方向に互いに平行に配置された複数の第１凹部及び第２凹部、及び、前記第１凹部の底部のみに前記複数の吐出口が開口する前記複数の吐出孔を、前記板状基材に形成する基材形成工程と、
前記複数の第１凹部及び前記第２凹部が形成された前記吐出面に、撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、
前記撥液膜が形成された前記吐出面に前記吐出口を封止するマスキング材を圧着させる圧着工程と、
前記マスキング材で封止された前記吐出口より内側の前記撥液膜を、前記吐出面の反対側から除去する除去工程と、
前記除去工程の後に、前記マスキング材を剥離する剥離工程とを備えており、
前記基材形成工程において、前記直交方向に関して、前記複数の第１凹部のうち最も短い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離以上、且つ、前記複数の第１凹部のうち最も長い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離未満で、互いに隣接して配置されるように、前記複数の第１凹部及び前記第２凹部を形成することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記圧着工程において、押圧部材が、前記マスキング材を前記吐出面に押圧しつつ前記板状基材と前記一方向に相対移動することによって、前記マスキング材を前記吐出面に圧着させることを特徴とする請求項７に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１】
一方向に延在しつつ前記一方向に直交する直交方向に互いに平行に配置された複数の第１凹部及び第２凹部が形成されていると共に、前記第１凹部の底部に液滴を吐出する吐出口が形成されている吐出面を備えており、
少なくとも前記第１凹部の底面に撥液膜が形成されており、
前記直交方向に関して、前記複数の第１凹部のうち最も短い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離以上、且つ、前記複数の第１凹部のうち最も長い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離未満で、前記複数の第１凹部及び前記第２凹部が互いに隣接するように配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記直交方向に関して互いに隣接する前記第１凹部と前記第２凹部との離隔距離が、前記複数の第１凹部のうち最も短い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離と同じであることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第２凹部の前記一方向に関する長さが、前記直交方向に関して当該第２凹部に隣接する前記第１凹部の前記一方向に関する長さと同じであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記第１及び第２凹部の前記直交方向に関する長さが互いに同じであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記複数の第１凹部が、前記直交方向に関して、前記複数の第１凹部のうち最も長い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離未満で互いに連続して隣接する複数の前記第１凹部で構成される複数の第１凹部群を形成しており、
前記第２凹部が、前記第１凹部群の前記直交方向に関する両側に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記複数の吐出口が開口する基材と、前記複数の吐出口を露出させるように前記基材の表面に形成されたメッキ層とによって、前記第１及び第２凹部が画定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
液滴を吐出する複数の吐出孔が厚み方向に貫通するように形成されていると共に、前記複数の吐出孔に係る液滴の吐出される開口である複数の吐出口が配置された吐出面を有する板状基材と、前記複数の吐出孔に連通する液体流路が内部に形成された流路形成部材と、前記流路形成部材内の液体に液滴吐出エネルギーを付与するアクチュエータとを含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記吐出面において一方向に延在しつつ前記一方向に直交する直交方向に互いに平行に配置された複数の第１凹部及び第２凹部、及び、前記第１凹部の底部のみに前記複数の吐出口が開口する前記複数の吐出孔を、前記板状基材に形成する基材形成工程と、
前記複数の第１凹部及び前記第２凹部が形成された前記吐出面に、撥液膜を形成する撥液膜形成工程と、
前記撥液膜が形成された前記吐出面に前記吐出口を封止するマスキング材を圧着させる圧着工程と、
前記マスキング材で封止された前記吐出口より内側の前記撥液膜を、前記吐出面の反対側から除去する除去工程と、
前記除去工程の後に、前記マスキング材を剥離する剥離工程とを備えており、
前記基材形成工程において、前記直交方向に関して、前記複数の第１凹部のうち最も短い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離以上、且つ、前記複数の第１凹部のうち最も長い距離で隣接する前記第１凹部同士の離隔距離未満で、互いに隣接して配置されるように、前記複数の第１凹部及び前記第２凹部を形成することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記圧着工程において、押圧部材が、前記マスキング材を前記吐出面に押圧しつつ前記板状基材と前記一方向に相対移動することによって、前記マスキング材を前記吐出面に圧着させることを特徴とする請求項７に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２０７０５９（Ｐ２０１１−２０７０５９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７７３８０（Ｐ２０１０−７７３８０）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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